单片机原理及应用赵晓安课后习题.docx

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单片机原理及应用赵晓安课后习题

单片机原理及应用

第二章课后题

2-38051单片机的存储器分哪几个空间？

通过什么信号来区别不同空间的寻址？

答：

有四个物理上相互独立的存储空间：

片内ROM地址为0000H-0FFFH此时/EA=1；片外ROM地址为0000H-0FFFFH此时/EA=0。

片内数据存储器地址为00H-0FFH；片外数据存储器地址为0000H-0FFFFH；区分片内片外数据存储器通过指令MOV与MOVX。

2-5在程序存储器中，0000H,0003H,000BH,0013H,001BH,0023H这六个单元有什么特定的含义？

答：

0000H复位后，PC=0000H，开始执行程序的地址

0003H外部中断0〔INT0〕入口地址

000BH定时器0中断〔TF0〕入口地址

0013H外部中断1〔INT1〕入口地址

001BH定时器1中断〔TF1〕入口地址

0023H串行口中断TI/RI入口地址

2-6内部RAM低128单元划分为哪三个主要部分？

各部分主要功能是什么？

答：

分为三部分：

工作寄存器去，位寻址区，用户RAM区〔堆栈、数据缓冲〕。

〔1〕工作寄存器区〔00H-1FH〕：

32个RAM单元共分四组，每组8个寄存单元〔R0-R7〕。

寄存器常用于存放操作数及中间结果等。

〔2〕位寻址区〔20H-2FH〕：

此部分16个单元的每一位都有一个8位表示的位地址，位寻址取得每一个单元既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，也可以对单元中的每一位进行位操作。

〔3〕用户RAM区：

也是数据缓冲区，一般用于存放用户数据及作堆栈区使用。

2-7MCS-51单片机EA信号有何功能？

在使用8031时EA信号引脚如何处理？

答：

EA是访问外部程序存储器的控制信号，当EA=0时，8051片内ROM不起作用，CPU只能从片外ROM取指令，地址可以从0000H开始编址，当EA=1时，PC在0000H～0FFFH范围内，CPU从片内ROM取指令；而当PC＞0FFFH后，则自动转向片外ROM去取指令。

在使用8031时EA常接地，因为它无内部程序存储器。

2-10开机复位后，CPU使用哪一组工作寄存器？

他们的地址是什么？

如何改变当前工作寄存器组？

答：

使用第0组工作寄存器，它们的地址是00H-07H，想改变当前工作寄存器组可以通过对RS0，RS1进行相关复位、置位，如：

SETBRS0，CLRRS1。

2-11SP表示什么？

有几位？

作用是什么？

复位后sp的内容是什么？

答：

Sp表示堆栈指针，为8位专用寄存器，作用是为了指示栈顶地址，它的内容是堆栈栈顶的存储单元地址。

复位后sp在RAM低128位字节中开辟栈区，并初始化为07H，当实际进栈出栈时，存储数据前会自动加1，所以堆栈实在08H单元开始。

2-18试说明8051的振荡周期、机器周期、指令周期是如何分配的。

当振荡脉冲频率为6MHz时，机器周期是多少？

答：

8051单片机每条指令的执行时间〔即指令周期〕为1~4个机器周期，有单字节单周期指令、两字节单周期指令、单字节两周期指令、两字节两周期指令、三字节两周期指令以及

单字节四周期指令。

一个机器周期有6个状态：

S1~S6每个状态又包含两个振荡周期，分为两拍：

P1和P2。

因此，一个机器周期包含12个振荡周期，表示为：

S1P1、S1P2、S2P1、?

?

S6P1、S6P2。

当FOSC=6MHz时，机器周期为：

〔1/6〕×12=2〔μs〕

第三章

3-1简述MCS-51有哪几种寻址方式？

各有什么特点？

答：

MCS-51有以下七种寻址方式：

（1）直接寻址：

指令中直接给出操作数所在的单元地址或位地址；

（2）立即寻址：

在指令中紧跟在操作码之后的字节是操作数；

（3）寄存器寻址：

操作数在指令中给出的寄存器中；

（4）寄存器间接寻址：

寄存器中存放的是操作数所在的单元地址；

（5）变址寻址：

基址加变址形成的16位地址是操作数地址；

（6）相对寻址：

指令中给出相对偏移量，转移指令都为相对寻址；

（7）位寻址：

指令中给出的位地址或位寄存器中存放的是位操作数。

3-2MCS-51指令按功能分为哪几类？

每类指令的作用是什么？

答：

MCS-51指令按功能分为五类，分别为：

（1）数据传送类指令：

主要用于数据的传送、交换与堆栈操作；

（2）算术运算类指令：

主要用来完成加减乘除运算及二十进制调整；

（3）逻辑运算类指令：

主要完成与、或、异或及移位运算；

（4）位操作指令：

主要用来做与、或、清除、置位、求反等布尔运算；

（5）控制转移指令：

控制程序执行的走向，有转移、调用及返回操作。

3-3变址寻址和相对寻址中的偏移量有何异同？

答：

变址寻址：

@A+DPTR、@A+PC，其中DPTR、PC为基址寄存器，A为变址寄存器，其中A为8位无符号的二进制数，其范围为0到255；相对寻址中偏移量为8位带符号的二进制数，范围为-128-127

23-4指出以下每条指令的寻址方式，30H在不同的指令中代表什么含义？

〔1〕MOVA，#30H；寄存器寻址，立即寻址，30H为立即数

〔2〕MOV30H，@R1；直接寻址，寄存器间接寻址，30H为字节地址

〔3〕MOVC，30H；寄存器寻址，直接寻址，30H为位地址

〔4〕MOV30H，R5；直接寻址，寄存器寻址，30H为字节地址

〔5〕MOVXA，@DPTR；寄存器寻址，寄存器间接寻址

〔6〕MOVCA，@A＋PC；寄存器寻址，基址加变址的寄存器间接寻址，

〔7〕JCLAB1；相对寻址

〔8〕SJMPLAB2；相对寻址

3-5写出以下指令的机器码，并指出执行以下程序段后各单元内容变为什么？

累加器A及PSW中的内容变为什么？

（1）MOVA，#2;〔A〕=02H

MOVR1，#30H;（R1）=30H

MOV@R1，A;（30H）=02H

MOV35H，R1;（35H）=30H

XCHA，R1;（A）=30H，（R1）=02H

（2）MOVA，#0F5H;〔A〕=0F5H

MOV30H，#9BH;〔30H〕=9BH

MOVR0，30H;〔R0〕=9BH

ADDA，#28H;〔A〕=1DHCy=1AC=00V=0

ADDCA，@R0;〔A〕=0B9HCy=0AC=10V=0

⑶CLRC;〔C〕=0

MOV40H，#7AH;〔40H〕=7AH

MOVA，#92H;〔A〕=92H

MOVR0，#40H;〔R0〕=40H

SUBBA，@R0;（A）=18HCY=0AC=1OV=1

⑷MOVA，#79H;〔A〕=79H

MOV30H，#89H;〔30H〕=89H

ADDA，30H;〔A〕=02HCY=1AC=1OV=0

DAA;〔A〕=68HCY=1

SWAPA;〔A〕=86HCY=1

3-6写出能完成以下数据传送的指令

1R1内容传送到R0

MOVA,R1

MOVR0,A

2内部RAM25H单元中内容送35H单元

MOV35H,25H

3内部RAM25H单元中内容送P1口

MOVP1,25H

4内部RAM40H单元中内容送外部RAM2005H单元

MOVA,40H

MOVDPTR,#2005H

MOVX@DPTR,A

5外部RAM3000H单元中内容送外部RAM25H单元

MOVDPTR,#3000H

MOVXA,@DPTR

MOV25H,A

6外部ROM1000H单元中内容送内部RAM35H单元

MOVDPTR,#1000H

CLRA

MOVCA,@A+DPTR

MOV35H,A

7外部ROM4000H单元中内容送外部RAM4000H单元

MOVDPTR,#1000H

CLRA

MOVCA,@A+DPTR

MOVX@DPTR,A

8外部RAM1000H单元中内容送SP堆栈指针

MOVDPTR,#1000H

MOVXA,@DPTR

MOVSP,A

3-8写出下段程序中每一步A、B中的结果：

MOVA，#22H;（A）=22H

MOVB，#05H;（B）=05H

MOVR0，#08H;（R0）=08H

MULAB;（B）=00H（A）=0AAH

MOVB，R0;（B）=08H

DIVAB;（A）=15H（B）=02H

3-9试写出完成如下操作的程序：

1把RAM1000H单元中的低4位变“0”，其余位不变

MOVDPTR,#1000H

MOVXA,@DPTR

ANLA,#0F0H

MOVX@DPTR,A

2使内部RAM50H单元中的低4位变“1”，其余位不变

ORL50H,#0FH

3使内部RAM50H单元中的高3位变反，其余位不变

XRL50H,#0E0H

4使内部RAM50H单元中的高4位变“1”，低4位变“0”

MOV50H,#0F0H

5使内部RAM50H单元中的所有位变反。

XRL50H,#0FFH

3-10试编写程序完成以内部RAM30H为首地址的20个数据传送，目的地址为外部RAM以3000H为首地址的区域。

ORG0000H

MOVR0，#30H

MOVDPTR,#3000H

MOVR7，#20

LOOP:

MOVA,@R0

MOVX@DPTR,A

INCR0

INCDPTR

DJNZR7，LOOP

SJMP$

END

3-11试编写条件转移程序，当寄存器R3的内容分别满足以下条件时能转移到LOOP处执行程序，条件不满足时则停机。

（1）（R3）≥15⑵〔R3〕＜15⑶〔R3〕≤15⑷〔R3〕＞15

（1）（R3）≥15

cjneR3,#15,NEQ

sjmpL1

NEQ：

jncL1

sjmp$

L1：

loop

⑵〔R3〕＜15

cjneR3,#15,NEQ

sjmpStop

NEQ：

jcL1

Stop：

sjmp$

L1：

loop

⑶〔R3〕≤15

cjneR3,#15,NEQ

sjmpL1

NEQ：

jcL1

Stop：

sjmp$

L1：

loop

⑷〔R3〕＞15

cjneR3,#15,NEQ

sjmpstop

NEQ：

jncL1

stop：

sjmp$

L1：

loop

3-12已知：

〔SP〕＝53H，〔PC〕＝37FEH，执行ACALL3A00H后堆栈指针SP、堆栈中内容以及程序记数器PC中的内容是什么？

答：

〔PC〕＝37FEH=0011011111111110B

执行ACALL3A00H〔3A00H=0011101000000000〕

PC高5位，3A00H低11位为：

0011001000000000=3200H

执行ACALL3A00H后堆栈指针SP、堆栈中内容以及程序记数器PC中的内容分别为：

〔PC〕=3200H（SP）=55H（54H）=00H（55H）=32H

第四章

4-1从20H单元开始存放一组带符号数，其数目已存在1FH单元。

要求统计出大于0、小于0和等于0的个数并存于ONE、TWO、THREE三个单元。

编程思路：

首先判断一下1FH单元内容是否为0，如果为0，什么都不做；如果1FH单元内容不为零，初始化ONE、TWO、THREE，通过JZ判断是否为0，通过判断ACC最高位是否为1，来判断数是正是负，假设最高位符号位为1说明是负数，否则为正数。

答案不唯一，参考程序如下：

ORG0000H

ONEDATA10H;大于0的个数

TWODATA11H;小于0的个数

THREEDATA12H;等于0的个数

MAIN:

CJNE1FH,#00H,START

SJMPSTOP

START:

MOVR0,#20H

MOVR7,1FH

MOVONE,#00

MOVTWO,#00

MOVTHREE,#0

LOOP:

MOVA,@R0

JZZERO

JBACC.7,NEQ

INCONE

SJMPNEXT

NEQ:

INCTWO

SJMPNETX

ZERO:

INCTHREE

NEXT:

INCR0

DJNZR7,LOOP

STOP:

SJMP$

END

4-2设：

自变量X为一无符号数，存放在内部RAM的VAX单元，计算出的函数值Y存放在FUNC单元，请编出满足如下关系的程序。

编程思路：

答案不唯一，参考程序如下：

ORG0000H

VAXDATA30H

FUNCDATA31H

MAIN:

MOVA,VAX

CJNEA,#50,NO50

SJMPNEXT

NO50:

JNCNEXTT

CJNEA,#20,NO20

SJMPYEQU5X

NO20:

JCYEQU2X

YEQU5X:

MOVB,#05

MULAB

SJMPNEXT

YEQU2X:

RLA

NEXT:

MOVFUNC,A

STOP:

SJMP$

END

4-3外部RAM从2000H到2100H有一数据块，请编出将它们传送到外部RAM3000H到3100H区域的程序。

编程思路：

2000H到2100H共有101H即257个数，将循环次数设成0，可以进行256次循环，2100H到3100H单独做一次即可。

答案不唯一，参考程序如下：

ORG0000H

MAIN:

MOVDPTR,#2000H

MOVP2,#30H

MOVR0,#00H

MOVR7,#00H

LOOP:

MOVXA,@DPTR

MOVX@R0,A

INCR0

INCDPTR

DJNZR7,LOOP

INCP2

MOVXA,@DPTR

MOVX@R0,A

SJMP$

END

4-4在内部RAM中，有一个以BLOCK为始址的数据块，块长在LEN单元。

请用查表指令编一程序，先检查它们假设是16进制中的A～F，则把它们变为ASCII；假设不是，则把它们变为00H。

编程思路：

首先判断一下LEN单元的内容是否为0，如果块长为0，一次都不做，如果不做判断而块长为0的话，则多做256次循环。

既然用查表程序，我觉得可以把表做的巧妙一些，省的复杂的判断，提高程序的运行效率。

可以先判断一下，内容是否大于F，如果大于F也变0，所以可以把数取出来，做个与运算，与上0F0H，如果结果不为零，就说明高四位上有数，则应该变零，如果高四位上没数，只是低4位有数，则数的范围为0-F，所以做表的时候可以将0-9对应的表都设置成0，A-F对应其ASCII。

答案不唯一，参考程序如下：

ORG0000H

BLOCKDATA30H

LENDATA2FH

MOVR0,#BLOCK

MOVA,LEN

JZSTOP

START:

MOVR7,A

MOVDPTR,#TAB

LOOP:

MOVA,@R0

PUSHACC

ANLA,#0F0H

JZNEXT

MOVA,#0

SJMPNETX1

NEXT:

POPACC

NEXT1:

MOVCA,@A+DPTR

MOV@R0,A

INCR0

DJNZR7,LOOP

STOP:

SJMP$

TAB:

DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,’A’,’B’,’C’,’D’,’E’,’F’

END

第六章

6-1 

8051单片机内部有四个8位并行I/O口，命名为P0、P1、P2、P3。

这4个并行I/O口都可以作准双向通用I/O口，即先执行一条指令MOV P1,#0FFH。

P0、P2和P3口还有复用的第二功能。

每个口都包含一个〔8位〕锁存器〔即特殊功能寄存器P0～P3〕，一个输出驱动器，和两个三态缓冲器。

 P0口功能：

 可作通用I/O口，是漏级开路的。

因此必须外接上拉电阻，以保证―1‖信号正常输出。

 也可作为分时作为地址/数据总线使用。

P1口功能：

可作通用I/O口，也是一个―准双向‖口，作输入口时要先将输出驱动管截止。

p2口功能：

可用作通用I/O口，与P1口类似，也 可用作高8位地址总线。

P3口功能：

可用作通用I/O口，另外，还有其第二功能。

 6-2 

―读锁存器‖指令是P0～P3作目的操作数的指令，能实现―读—修改—写‖口锁存器的操作。

 ―读引脚‖指令的特点是：

P0～P3 作为源操作数出现在指令中，但在读引脚数据之前，必须对所读的口或口位的D锁存器写入―1‖。

要正确读引脚数据，必须先写一条MOV  PX，#0FFH指令或能对所读的口或口位的D锁存器写入―1‖的指令，而后紧接着写指令。

  6-3 

在单片机实时应用系统中，定时器/计数器有定时和对外部事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件检测和计数等场合.定时是对周期已知的脉冲信号计数。

计数是对外部发生事件进行计数，对周期未知的外来脉冲信号计数。

采用可编程的定时器/计数器 可以方便灵活地修改定时或计数的参数或方式，与CPU并行工作，大大提高了CPU的工作效 率。

6-4 

MCS-51单片机内部有2个16位的可编程的定时器/计数器：

定时器/计数器0〔T/C0〕，定时器/计数器1〔T/C1〕。

定时方式下，T/C计数8051内部机器周期信号的个数 ，由计数个数可以计算出定时时间。

 每个机器周期使T/C的计数器增加1，直至计满回零后自动产生溢出中断请求，表示定时时间到。

计数方式下，T/C计数来自引脚T0〔P3.4〕和T1（P3.5）的外部脉冲信号的个数。

输入脉冲由1变0的下降沿时，计数器的值增加1直到回零产生溢出中断,表示计数已达预期个数。

6-5 

   MCS-51单片机的定时器/计数器共有四种工作方式：

方式0、1、2、3。

方式0是高8位和低5位的一个13位计数器的运行方式。

当TL1的低5 位溢出时，向TH1进位，而TH1溢出（回零）时向TF1标志进位〔硬件置位TF1〕，并申请中断。

还可以通过查询TF1是否置位来判断TH1是否回零溢出。

方式1是一个16为定时器/计数器，结构几乎与方式0完全一样，唯一的差异是方式1中的TH1（TH0）和TL1〔TL0〕均是8位的，构成16位计数器。

方式2中，T/C被拆成一个8位的寄存器TH1〔TH0〕和一个8位计数器TL1〔TL0〕，两者构成可以自动重装载的8位T/C。

每当它计满回零时，

一方面向CPU发出溢出中断请求， 

另一方面从TH1〔或TH0〕中重新获得初值并启动计数;也就是CPU 自动将TH1〔或TH0〕中存放的初值重新装回到TL1〔或TL0〕，并在此初值的基础上对TL1〔或TL0〕开始新一轮计数，周而复始，直到下停止计数或更改工作方式命令为止。

方式3下T/C0和T/C1功能就不同了。

此时，TH0和TL0按两个独立的8位计数器工作， T/C1只能按不中断的方式工作，常常利用它的定时功能作串行口波特率发生器。

T/C0方式3时,TL0占用了T/C0的C/T、GATE、TR0、TF0、T0〔P3.4〕和INT0控制引脚 。

TH0只有简单的内部定时功能，它占用了T/C1的TR1控制位和TF1中断标志位，其启动/关闭仅受TR1控制。

6-6 

   定时器/计数器用做定时时，定时时间与时钟的振荡频率和定时器/计数器的设定初值有关。

用做计数时，最高输入信号频率为振荡频率的1/24。

即计数周期=2机器周期。

 6-7 

在T/C0工作在方式3时，T/C1仍可设置为方式0～2。

由于TR1和TF1已被T/C0〔TH0〕占用，计数开关已被接通，此时仅用T/C1的C/T来切换其定时或计数工作方式就可使T/C1工作。

计数器〔8位、13位或16位〕回零溢出时，只能将输出送入串行口或用于不需要中断的场合。

一般情况下，当T/C1用作串行口波特率发生器时，T/C0才设置为工作方式3。

 此时，常把T/C1设置为方式2用作波特率发生器。

 6-8 

T/C0的实际作用为计时,当到达106mS后中断

. 6-14 

ORG 0000H

 LJMP START 

 ORG 001BH   ;TIMER1中断    

 LJMP TT1     

ORG 1000H 

START:

  MOV TMOD,#20H   ;8位自动重新装入     

MOV TH1,06H 装入初始值     

MOV TL1,06H 

    MOV R2,#00H 用于统计250us的个数     

SETB P1.1   ;初始化P1.0 P1.1     

SETB P1.0 

    SETB EA     ;开放中断    

 SETB ET1    

 SETB TR1    

    SJMP $      ;主程序踏步 

TT1:

    CPL P1.1    ;取反P1.1产生250us方波     

INC R2      ;计数值增一,统计250us的个数    

 CJNE R2,#4,CONT 到达1s?

CPL P1.0    ;产生2ms方波    

 CLR R2      ;重新统计

 CONT:

   RETI        ;中断返回     

END